Ανιχνεύθηκε (υπερ)πυρήνας που περιέχει δυο παράξενα κουάρκ – ευκαιρία για περαιτέρω γνώση

Τα βαρυόνια είναι σωματίδια τριών κουάρκ, όπως τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα λιγότερο γνωστά υπερόνια. Η τελευταία άποψη για αυτά ισχυρίζεται ότι περιέχουν τουλάχιστον ένα παράξενο κουάρκ. Ερευνητές μελέτησαν υπερόνια για να κατανοήσουν πώς αντιδρούν τα βαρυόνια. Ένα πείραμα, γνωστό ως πείραμα J-PARC E07, έχει πρόσφατα αποκαλύψει μια πολύ σπάνια αλληλεπίδραση κατά την οποία ένα υπερόνιο με δυο παράξενα κουάρκ ενώνεται με έναν κανονικό πυρήνα. Μετρώντας με ακρίβεια πώς αυτός ο «υπερπυρήνας» διασπάστηκε, η ομάδα που βρίσκεται πίσω από το πείραμα μπόρεσε να προσδιορίσει την ενέργεια σύνδεσης των σωματιδίων.

Η ομάδα κατεύθυνε μια δέσμη μεσονίων Κ από τον J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex) σε ένα διαμαντένιο στόχο. Οι συγκρούσεις με το στόχο παρήγαγαν υπερόνια – ιδιαίτερα, υπερόνια Ξ που αποτελούνται από δυο παράξενα κουάρκ και ένα κάτω κουάρκ. Τα υπερόνια αυτά στη συνέχεια διέσχισαν έναν σωρό φωτογραφικών φύλλων που κατέγραψαν τα σωματιδιακά ίχνη. Χρησιμοποιώντας ένα αυτοματοποιημένο σύστημα αναγνώρισης ιχνών, η ομάδα απέσπασε ένα γεγονός όπου ένα υπερόνιο Ξ συνδέθηκε με έναν πυρήνα αζώτου, στιγμιαία διαμορφώνοντας έναν υπερπυρήνα με διπλό παράξενο κουάρκ.

Μόνο πολύ λίγοι υπερπυρήνες με διπλό παράξενο κουάρκ έχουν φανεί μέχρι τώρα – στην πραγματικότητα τα γεγονότα είναι τόσο σπάνια που συχνά αναφέρονται με τα ονόματά τους. Η ομάδα του πειράματος J-PARC E07 έχει βαφτίσει το δικό τους γεγονός IBUKI, που είναι το όνομα ενός βουνού στο κύριο Ιαπωνικό νησί. Αναγνωρίζοντας τα προϊόντα διάσπασης σε αυτό το γεγονός, η ομάδα προσδιόρισε ότι τα υπερόνια Ξ συνδέονται με πυρήνες αζώτου με ενέργεια 1,27 MeV, μια τιμή που συμφωνεί με τις θεωρητικές προβλέψεις. Όσο περισσότερα δεδομένα επεξεργάζονται, οι ερευνητές αναμένουν να βρουν περίπου δέκα περισσότερα γεγονότα υπερόνιου Ξ, πράγμα που θα μπορούσε να παράσχει νέες γνώσεις για τη πυρηνική φυσική καθώς επίσης για θεωρίες μοντέλων άστρων νετρονίων.

Πηγή: American Physical Society

Περισσότερα στη δημοσίευση: Observation of Coulomb-Assisted Nuclear Bound State of [Ξ–Ν] System. Physical Review Letters.